В IBM PC совместимом компьютере в постоянной памяти хранятся программы, для проверки оборудования компьютера, проверки загрузки операционной системы и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое оперативной памяти называется BIOS (Basic Input-Output System).
Кроме обычной оперативной памяти, в компьютере также имеется небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS-памятью, поскольку эта память выполняется по CMOS-технологии (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), обладающим низким энергопотреблением. Содержание CMOS-памяти не изменяется при включении электропитания компьютера, поскольку для ее питания используется специальный аккумулятор. Для изменения параметров настройки компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера SETUP.
Еще один вид памяти в IBM PC совместимых компьютерах – это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран (смотри мониторы_и_видеоконтроллеры).
Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти, находилась программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера – клавиатуры, дисководов и т. д. Иногда по традиции эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут находиться внутри системного блока. Результаты выполнения программ также выводятся на различные устройства – монитор, принтер, диски и т. д.
Обмен информацией между оперативной памятью и устройствами (они называются устройствами ввода-вывода) не происходит непосредственно: между любым устройством и оперативной памятью имеется два промежуточных звена:
1. Для каждого устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контролером, или адаптером. Некоторые контролеры (например, контролер дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами.
2. Все контролеры (адаптеры) взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии называют шиной.
Подобно тому, как в городе может быть больше одной улицы, так и на материнской плате может быть не одна магистраль передачи данных. Обычно в современных компьютерах имеются две, а иногда и три разных типов шин. Это связано с тем, что разработанная для IBM PC AT в начале 80-х годов шина ISA оказалась слишком медленной и не смогла пропускать без существенных задержек объемы информации. Высокоскоростных устройств, появившихся в середине 80-х годов – жестких быстродействующих дисков, видеоконтроллеров и т. д. Поэтому сейчас шина ISA обычно используется лишь для подключения низкоскоростных устройств (контролеров портов ввода-вывода, звуковых карт и т. д.).
А для подключения высокоскоростных устройств были разработаны более высокоскоростные шины – сначала MCA и EISA, потом VESA, и затем PCI. Сейчас большинство выпускаемых компьютеров оснащаются шинами PCI и ISA.
Контролеры портов ввода-вывода
Одним из контролеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контролер портов ввода-вывода. Часто этот контролер интегрирован в материнскую плату. Контролер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключается принтер, мышь и некоторые другие устройства.
Порты ввода-вывода бывают следующих типов:
Параллельные (обозначаемые LTP1-LTP4), к соответствующим разъемам на задней стенке компьютера (имеющим 25 гнезд см. рисунок), обыкновенно подключаются принтеры.
Как правило, контролер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.
1. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большой скоростью, чем последовательные (за счет использования большего количества проводов в кабеле).
2. Некоторые устройства (скажем, отдельные высокоскоростные модемы) могут подключаться и к параллельным и к последовательным портам.
3. Иногда через параллельные и последовательные порты по специальному кабелю осуществляется обмен информации между двумя компьютерами.
Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, а также хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере. Практически все компьютеры имеют хотя бы один дисковод для дискет. Однако как носитель информации дискеты используются все меньше, поскольку они недостаточно надежны и имеют малую по современным меркам емкость.
Наиболее распространены дискеты размером 3,5 и 5,25 дюйма (89 и133 мм).
Часто дискеты размером 5,25 называют пятидюймовыми, а размером 3,5-трехдюймовыми. Трехдюймовые дискеты предпочтительней, поскольку они обеспечивают более надежно, чем пятидюймовые дискеты, хранение информации.
Дискеты различаются друг от друга по своей емкости, то есть по количеству информации, которое на них можно записать. Трехдюймовые дискеты чаще всего имеют емкость 1,44 Мбайта, хотя встречаются старые –емкостью 720 Кбайт. Пяти дюймовые дискеты чаще всего имеют емкость 360 Кбайт (обозначение – Double Side/Double Density, DS/DD) или 1,2 Мбайта (обозначение Double Side/High Density, DS/HD). Дискеты емкостью 360 Мбайт используются очень редко. Они считаются устаревшими.
Пятидюймовые дискеты емкостью 1,2 Мбайта имеют специальное магнитное покрытие, которое позволяет записывать на них более узкую дорожку информации. Это магнитное покрытие труднее размагнитить и намагнитить, чем обычное и поэтому такие дискеты не могут использоваться в дисководах для дискет, емкостью 360 Мбайт. Различить эти два типа дискет можно по тому, что на дискетах емкостью 360 Кбайт вокруг внутреннего отверстия обычно имеется темное кольцо, а у дискет емкостью 1,2Мбайт – нет.
Емкость трехдюймовых дискет определить просто, дискеты емкостью 1,44 Мбайта имеют специальную прорезь (см. рис 3.6), а на дискетах емкостью 720 Кбайт ее нет.
На дискетах размером 5,25 дюйма имеется прорезь для защиты от записи. Если эту прорезь заклеить, то на дискету нельзя будет произвести запись. На дискетах размером 3,5 дюйма вместо прорези защиты от записи имеется специальный переключатель-защелка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Здесь, однако, запись на дискету разрешена, если отверстие, закрываемое защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.
Типы дисководов
Дисководы для пятидюймовых и трехдюймовых дискет отличаются друг от друга по внешнему виду. Наиболее распространены трехдюймовые дисководы, поддерживающие дискеты емкостью 1,44 Мбайта, и пятидюймовые дисководы, поддерживающие дискеты емкостью 1,2 Мбайта. На многих современных компьютерах устанавливается только один трехдюймовый дисковод, так как пятидюймовые дисководы считаются устаревшими.
Дисководы для компакт-дисков и CD-рекодеры.
С помощью дисководов для компакт-дисков компьютеры могут считывать специальные компьютерные компакт-диски, а также проигрывать аудио компакт-диски. Компьютерные компакт-диски используются для распространения комплексов программ, данных большого объема, например каталогов, перечней, энциклопедий и т. д. Особенно удобны компакт-диски для распространения мультимедиа-приложений (программ, сочетающих движущиеся изображения, текст и звук), обучающих, демонстрационных и игровых программ.
Внешне компьютерные компакт-диски не отличаются от аудио компакт-дисков (разве лишь нанесенных на них надписями). Диаметр компакт-диска составляет 12 см, верхняя сторона у них используется как этикетка, а нижняя (из белого металла, точнее, алюминия)- содержит информацию. Часто компакт-диски называют CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory).
Компьютерный компакт-диск может содержать до 650 Мбайт информации, то есть столько же, сколько 450 дискет емкостью 1,44 Мбайта. При этом чтение компакт-дисков выполняется в десятки раз быстрее, чтение дискет, а как носители информации компакт-диски гораздо надежнее дискет.
Компакт-диски можно использовать только для чтения содержащейся на них информации. Запись данных на компакт-диски осуществляется при их изготовлении посредством выдавливания процессором углублений на подложке компакт-диска, так что эти участки перестают отражать свет. В дисководах для компакт-дисков нанесенная информация считывается лучом лазера. Для защиты информации от повреждений на подложку наносится прозрачное покрытие.
Вместе с обычными компакт-дисками есть также диски с подложкой золотого цвета. Это так называемые CD-R диски, в них подложка действительно содержит золото. Информация на них наносится лучом лазера на специальных приводах - CD-рекордерах, а считываться они могут как обычные компакт-диски, на дисководах для компакт-дисков. CD-R диски допускают лишь однократную запись информации стереть или исправить записанные на CD-R диск данные невозможно.